Sürdürülebilir Kalkınma için Temiz Üretim Prof.Dr. Göksel N. Demirer Orta Doğu Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü YENİLİKÇİNİN GÜNÜ Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı 14 Şubat 2008 Bilkent Cyberpark, Ankara
ENDÜSTRİYEL ETKİNLİKLERİN ÇEVRE İLE ETKİLEŞİMİNİN BASİTLEŞTİRİLMİŞ MODELİ Hammadde Diğer girdiler Ürün Atıklar Endüstriyel süreç Sürdürülebilirlik kavramı bu tür bir süreç için somut olarak ne anlama gelir? Arıtma Doğal Alıcı Ortamlara Deşarj
Çevre Yönetiminin Tarihsel Gelişimi Temiz Üretim Çevre Yönetiminde İnovasyon Geri Dönüşüm Arıtma Seyreltme 1960 Kirlilik Kontrolü 1990 Kirlilik Önleme Temiz Üretim
KİRLİLİK HAM MADDE, SU, ENERJİNİN ETKİN OLARAK KULLANILAMAMASI KAYNAKLI, ÜRETİM SÜRECİNi ÜRÜNE/HİZMETE DÖNÜŞEMEDEN TERK ETMESİ TEMİZ ÜRETİM/KİRLİLİK ÖNLEME (TÜ/KÖ) HAM MADDE, SU, ENERJİNİN ETKİN OLARAK KULLANILARAK, OLASI EN YÜKSEK ORANDA ÜRÜNE/HİZMETE DÖNÜŞTÜRÜLEBİLMESİ TÜ/KÖ KİRLİLİK AZALTIMI + ENDÜSTRİYEL VERİM ARTIŞI
Sanayide Sürdürülebilirlik Sürdürülebilir Tüketim ve Üretim kavramı endüstri başta olmak üzere tüm insani etkinliklerde verimlilik artışı ile atık azaltımını birlikte gözeten Temiz Üretim, Kirlilik Önleme, Ekoverimlilik, vd. alanlarda 20 yılı aşkın süredir yapılmakta olan çalışmaların doğal bir sonucu olarak ortaya çıkmıştır.
Sürdürülebilir Tüketim ve Üretim (STÜ) temel gereksinimlere karşılık gelen ve yaşam kalitesini artıran mal ve hizmetlerin üretimi sürecinde; doğal kaynak kullanımı, toksik ve diğer kirleticiler ve atık deşarjlarının diğer tüm emisyonların yaşam döngüsü perpektifi çerçevesinde azaltılarak, gelecek kuşakların gereksinimlerinin kesintisiz olarak sağlanabilmesine yönelik tüm çabaları kapsayan genel bir kavramdır. Sustainable Consumption Symposium, Oslo, Norway, 19-20 January 1994.
Tüketim ve üretimin salt azaltılması anlamına gelmeyen STÜ kavramı yüksek verime sahip üretim teknoloji ve yöntemlerinin kullanımıyla, aynı miktarda üretim için daha az doğal kaynak ve enerji kullanımı ve daha az atık üretimi prensibine dayanmaktadır. Bu niteliği ile STÜ kavramı sadece çevresel kaygılara değil, doğal kaynakların korunması, yoksullukla mücadele, endüstriyel verimlilik, ekonomik kalkınma, sağlık, eğitim ve yaşam kalitesi gibi pekçok farklı alana hitap eden bir yaklaşımdır. Advancing Sustainable Consumption in Asia, A Guidance Manual, 2005, UNEP, EUROPEAID, ASIA PROECO.
STÜ Konusunda Avrupa Birliği nin Politika Strateji ve Enstrümanları Entegre Ürün Politikası Çevre Teknolojileri Eylem Planı Tüketici Politikaları Şirketlerin Toplumsal Sorumluluğu Kamusal Satın Alma Politikaları Ekonomik Enstrümanlar Çevre ile İlgili Vergiler Çevresel Yatırımlar için Devlet Yardımı Emisyon Takası Ticari Politikalar Enformasyon Araçları Eğitim, Bilinç Arttırma, Kamunun Bilgilendirilmesi Çevresel Etiketleme Tüketicilerin Bilgilendirilmesi Avrupa Kirletici Emisyon Kayıt Sistemi Analitik Araçlar İndikatörler Raporlama Mekanizmaları Sürdürülebilir Evsel Tüketim Raporu Araştırma ve Geliştirme 6. AB Araştırma ve Teknolojik Gelişim Çerçeve Programı Sustainable Consumption and Production in European Union, European Comission, 2004.
TEMİZ ÜRETİM (KİRLİLİK ÖNLEME) NEDİR? Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP): Bütünsel önleyici bir çevre stratejisinin ürün ve süreçlere sürekli olarak uygulanması ile insanlar ve çevre üzerindeki risklerin azaltılması.
TEMİZ ÜRETİM/KİRLİLİK ÖNLEME NEDİR? Prosesler için; Hammadde ve enerji kullanımının Toksik madde kullanımının Üretim ve hizmet süreçlerinden kaynaklanan tüm emisyon ve atıkların miktar ve toksisitelerinin Ürünler için; Olumsuz çevresel etkilerinin yaşam döngüsü boyunca (hammadde eldesinden nihai bertarafa kadar) önlenmesi/azaltılması demektir.
TEMİZ ÜRETİM İN ARAÇ VE METODLARI: İşletme Verimliliğinin Arttırılmasına Yönelik Çevre Yönetimi, Ekoverimlilik, Atık Denetleme, Enerji Denetleme, Risk Denetleme, Çevresel Yasa Yönetmeliklerle Uyum Değerlendirmesi, Çevresel Etki Değerlendirme, Yaşam Döngüsü Analizi, Teknoloji Değerlendirme, Kimyasal Değerlendirme, Endüstriyel Ekoloji, Çevre için Tasarım, Çevre için ya da Yeşil Satın Alma, Çevre Yönetim Sistemleri, Çevresel Performans Değerlendirmesi
ÖRNEK ÇALIŞMA 1 Firma Sektör Uygulanan Yöntemler Atık Azaltımı ve Tasarruf Ekonomi k Fayda CFI, NC, ABD Tekstil Ekipman Modifikasyonu (otomasyon) Boyama tanklarında varolan ancak kullanılmayan debi metreler, aktif hale getirildi. Boyama tanklarına yerleştirilen diferansiyel basınç ileticileri yardımı ile tanklardaki boyama çözeltisi miktarlarının sürekli olarak ölçümü sağlandı. Kullanılan bir bilgisayar programı/otomasyon sistemi yardımı ile boyama tanklarında uygulanan boyama süreçleri otomatik olarak izlenebilir/kontrol edilebilir hale getirildi. Bu otomasyon sistemi, farklı nitelik ve miktarlardaki kumaşların boyanması için gerektiği kadar boya/boyama çözeltisi kullanımına olanak verdi. Su, ısı ve kimyasal kullanımında % 6-16 arasında azaltım sağlandı. Toplam 53.374 m3/yıl su ve 407,8 ton/yıl kimyasal tasarrufu sağlandı. Su kullanımı ve ayrıca arıtılması gereken atık su miktarı da ciddi ölçüde azaldı. 172.755 Dolar/yıl (Amortism an süresi: 4 ay)
ÖRNEK ÇALIŞMA 2 Firma Sektör Uygulanan Yöntemler Atık Azaltımı ve Tasarruf Ekonomik Fayda Courtaulds Socks, Leicester, İngiltere Tekstil Yeni bir Ekipman Kullanımı, Suyun Geri Kazanımı Boyama tanklarının içine sentetik kil içeren bir absorpsiyon sistemi yerleştirildi ve reaktif boya maddelerinin ve diğer organik atıkların atıksudan emilimi sağlandı. Boyar maddelerden ve organik atıktan arındırılan suyun yıkama banyolarında yeniden kullanımı sağlandı. Boyama tankında oluşan atıksuyunun % 65 inin geri kazanımı sağlandı. Su kullanımında 60,000 m3/yıl lık bir azalma sağlandı. Atıksu daki boyar madde ve organik kirlilik büyük ölçüde azaltıldı. Kimyasal kullanımında % 12 azalma sağlandı. 85.020 Euro / yıl (Amortisman Süresi:1.6 yıl)
ÖRNEK ÇALIŞMA 3 Firma Sektör Uygulanan Yöntemler Atık Azaltımı ve Tasarruf Ekonomik Fayda Shaoxing Tahıl ve Yağ Fabrikası (SCOF), Çin Gıda Yeni Teknoloji Kullanımı Yeni hidrojenasyon ekipman ve tekniği kullanılmıştır, bu tekniğin özellikleri aşağıdaki gibidir : (1) Yağ susuzlaştırma ekipmanı eklenmiştir. (2) Yüksek basınçlı hidrojenasyon sağlanması için, hidrojenasyon raektörüne karıştırıcı eklenmiştir, (3) Yağ ve hidrojenin giriş/çıkış kontrollerinin daha ağlam olması için, ekipmanlar arasına debimetreler monte edilmiştir. Alkalin Rafineri Bölümü ayırıcı ekipman ile değiştirilmiştir ve proses kontrol ekipmanı eklenmiştir. Kokusuzlaştırmayı ve renksizleştirmeyi birbirine seri bağlayabilen ve otomatik devamlı operasyon sağlayan en üstün teknolojik ekipman adapte edilmiştir. KOİ emisyon azaltımı: 302 ton/yıl Soğutma suyu azaltımı: 28.02 m3/ton yağ Su kullanımı azaltımı: 30. 42 m3/ton yağ Yağ kaybı: %5.73 ten %2.71 e düşmüştür Katalizör Tüketimi: Bir ton yağ başına 3.2 kg dan 2.26 kg a düşmüştür. 439.475 Dolar/yıl (Amortisma n süresi : 3,9 yıl)
ÖRNEK ÇALIŞMA 4 Firma Sektör Uygulanan Yöntemler Atık Azaltımı ve Tasarruf Ekonomik Fayda The Zhongce Beijing Bira Fabrikası, Çin Bira Üretimi Ekipman Modifikasyonu Yüksek bira kaybını ve diatomit kullanımına sebep olan ve tam üretim kapasitesini karşılamayan diatomit filtre için santrifüj sistemi adapte edilmiştir. Üretimde optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Üretimde optimizasyon sonucu yıllık bira üretimi 3200 ton artırılmıştır, KOİ emisyonu azaltımı yıllık 35,2 ton olarak gerçekleşmiştir. Hammadde tasarrufu ve atık azaltımı sonucu yıllık 220.5 ton KOİ emisyon azaltımı sağlanmıştır. Temiz üretim teknolojileri uygulamaları sonucu elde edilen yıllık KOİ emisyon azaltımı 102 ton dur. 131.800 Dolar/yıl (Amortisma n süresi : 2,6 yıl)
ÖRNEK ÇALIŞMA 5 Firma Sektör Uygulanan Yöntemler Atık Azaltımı ve Tasarruf Ekonomik Fayda Email Ltd Mutfak ve Banyo Ürünleri, Avustralya Elektro - kaplama Kaplama tanklarından sonra uzatmalı kayıpları engellemek için statik uzatmalı tanklar eklenmiştir. Uzatmalı tankların içeriği buharlaştırma tekniği sürekli geri kazanılmıştır. Altın ve Nikel Uzatmalı banyolarından elektrolit geri kazanımı için elektrolit gerikazanım ekipmanı montajı gerçekleştirilmiştir. Daha önce atıkla karışık elde edilen nikel üçüncü kişilere satılırken, yenilenen sistemde gerikazanılan nikel tekrar kullanılmaktadır. Krom parlak daldırma işlemi, hidrojen peroksit tabanlı bir proses ile değiştirilmiştir. Gerikazanılan altın %80 saflıkta olup, gerikazanıldıktan sonra saflaştırm işlemine gönderilip, satılmaktadır.. Krom azaltımına uğramış atıksu kanalizasyon sistemine verilmektedir, bu azaltım kanalizasyon atık çamurunda %50 krom konsantrasyonu azaltımına sebep olmuştur. Krom arıtımı için kullanılan sodyum metabisülfit tüketimi azalmıştır. Krom konsantrasyonu TWA limit değeri olan 10 ppm in altında olup, 8-10 ppm aralığındadır, nikel kütlesel bertaraf değeri de standart limitin altına inmek üzeredir. 43,190-50,190 USD /yıl Amortisman Süresi: 1,4-1,6 yıl
ÖRNEK ÇALIŞMA 6 BİR SÜT ÜRETİMİ FABRİKASI İÇİN TEMİZ ÜRETİM FIRSATLARININ ARAŞTIRILMASI Bu çalışmada Türkiye nin önde gelen bir süt işleme tesisindeki pastörize süt üretimi prosesinde temiz üretim fırsatları araştırılmıştır. Süt üretim prosesi kaynaklı çevresel yükler belirlenmiş ve kütle-denge analizine dayanan bir atık azaltım denetlemesi yöntemi aracılığıyla atık azaltım olanakları belirlenmiştir. Daha sonra seçilen olanaklar çevresel fayda ve ekonomik uygulanabilirlik yönünden değerlendirilmiş ve tesise sunulmuştur.
Çalışılan Tesis Çalışmada incelenen firma yıllık 18 milyon litre süt işleme kapasitesine sahip bir süt ürünleri fabrikasıdır. Fabrikanın bir atıksu arıtma tesisi bulunmadığından, üretilen atıksu fabrikanın yanındaki bir çaya deşarj edilmektedir. Dolayısıyla TÜ teknikleri ile kirliliğin azaltılması hem bir ihtiyaç hem de önemli bir fırsatı işaret etmektedir. Pastörize süt üretimi çiğ süt alımı ve pastörizasyon olmak üzere iki temel prosesi içermektedir.
İşletmenin Proses Akım Şeması Klarifikatör CW T Çið Süt Filtre Dengeleme Tanki Clarifier FM 1 Çig Süt Tanki Filtre Klarifikatör Çamuru CW Sogutma Plakalari Çig Süt Saklama Tanklari A. Çig Süt AlimProsesi HW Pastörizasyon Krema HW Odor 1 FM Dengeleme Tanki CW Separatör Separatör camuru CW Kokusuzlastirma (Deodorizasyon) Homojenizatör Sicak tutma borulari PastörizeSüt Saklama Tanklari Sise Paketleme Karton Paketleme B. Süt Pastörizasyonu FM Kanal Her zaman kullanilmayan hat Karistirma Debi ölcer T Pompa Zaman Kontrollu Çek Vana Piston
YÖNTEM Bu çalışmada uygulanan temiz üretim denetlemesi yöntemi bu konuda önde gelen kurumlarca (UNEP, DEPA, 2000; Technical Pollution Prevention Guide, 1997; Environment Protection Authority, 1997; Sustainable Business Associates, 1998; New York State Department of Environmental Conservation Pollution Prevention Unit, 2001) hazırlanan farklı kılavuz ve kontrol listelerinin derlenmesi ve yeniden organize edilmesiyle oluşturulmuştur. Temiz üretim denetlemesi yöntemi olarak kütle-dengesi kullanılmıştır. Bu çalışmada kapsamında sadece süt üretimi prosesi ele alınmıştır. Kütle dengesine girdi ve çıktılarının belirlenmesi için debi ölçümleri ile proseslerin farklı basamaklarından kaynaklanan atık yüklerini belirlemek üzere deneysel analizler (KOİ, AKM, Alkalinite ve ph) yapılmıştır. Kullanılan yöntemin temel aşamaları Tablo 1 de verilmektedir.
Çalışmada kullanılan yöntem Aşama İş İşin alt tanımları 1- Planlama ve organizasyon 2- Ön-denetleme (niteliksel denetleme) TÜ Denetlemesi Programının Oluşturulması ve Organizasyonu Tesis Bilgilerinin Toplanması A.Yönetimden onay alınması B.TÜ planı geliştirilmesi için takımın oluşturulması İşletme profilinin oluşturulması 3-Denetleme (niceliksel denetleme) Çevresel Denetleme Yapılması A.İşletme verilerinin derlenmesi B.Saha gözleminin yapılması C.TÜ fırsatlarının belirlenmesi D.TÜ fırsatlarının organize edilmesi 4- Değerlendirme ve Fizibilite Çalışması Fizibilite Çalışmasının Yapılması A.Fizibilite çalışmasının yapılması
Önerilen TÜ araçları arasında: İyi işletme prosedürü (GHK) Ekipmanların ve bağlantıların onarılması, Küçük proses kontrolü ekipmanlarının yerleştirilmesi İşletme yöntemlerinin değiştirilmesi Çeşitli proses sularının yeniden kullanımı, Süt çamuru ve sütlü suların saha dışında hayvan yemi olarak ve sığırların sulanmasında kullanımı Alkali çözeltinin başka ekipmanların temizlenmesinde yeniden kullanımı, Teknolojik değişikliği Otomatik temizleme sistemi (CIP) kullanımı Su kullanımında verimlilik için shut-off spray nozüllerin monte edilmesi Alternatif kimyasallar Temizlik için alternatif kimyasal maddelerin kullanılması yer almıştır.
Bu çalışmanın sonuçlarına göre: Engellenebilecek Geri Azaltılan Su Kullanımı (kg/gün) Deşarj (kg/gün) Kimyasal kullanımı (kg/gün) Kazanılan Su (kg/gün) KOİ (kg/gün) AKM (kg/gün) Alkalinite (kg/gün) 47329.7 9089.2 101.1 18636.9 181.9 20.7 40.1 Ω Bu değerler, önerilen TÜ önlemleri hayata geçirildiğinde, bu fabrikanın kullanım suyunu %50, varolan atık su deşarjlarını %9.3, varolan kimyasal madde kullanımını %65.4, KOİ yükünü 181.9 kg/gün ve AKM yükünü 20.7 kg/gün oranında azaltabileceğini, ve kullanım suyunun % 19.6 ı da yeniden kullanabileceğini göstermektedir.
DAHA FAZLA BİLGİ İÇİN:
ÖRNEK ÇALIŞMA 7 TEKSTİL SEKTÖRÜNDE AVRUPA BİRLİĞİ IPPC DİREKTİFİ İLE UYUM ÇALIŞMALARI: BAT UYGULAMALARI PROJESİ Prof.Dr. Ülkü Yetiş yürütücülüğündeki bu proje kapsamında Türkiye nin önde gelen bir tekstil fabrikasında kirlilik önleme ve arıtma çalışmaları sürdürülmektedir. Halen devam eden bu çalışma kapsamında Tekstil Sektörü BAT Referans Dokümanı baz alınarak Mevcut En İyi Teknikler arasından işletme ile paralellik gösterenler seçilmiştir. Tesiste varolan prosesler ile ilgili olduğu için seçilen kirlilik önleme ve azaltma olanakları prosesler özelinde incelenmiş ve proses değerlendirmeleri sonucunda 22 adet uygulanabilir Kirlilik Önleme ve Azaltma Seçeneği belirlenmiştir ve bunlardan 4 tanesi uygulanmıştır.
IPPC Integrated Pollution Prevention and Control EKÖK Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrolü IPPC Direktifi (96/61/EC ) endüstriyel üretim; kaynaklı kirliliğin önlenmesini (örneğin ham madde seçimi, temiz teknolojiler, vd.) ve sürecinde ortaya çıkan kirliliğin kontrolünü (örneğin arıtma tesisleri ile) kapsamaktadır.
PROJE KAPSAMINDA KİRLİLİK ÖNLEME SÜRECİ Prosesler Hakkında Bilgi Edinimi BAT Referans Dokümanı İle Çakıştırma 22 Adet Kirlilik Önleme Seçeneği Seçeneklerin Uygunluğunun Belirlenmesi Uygulanması Öngörülen 4 Adet Seçenek
PROJE KAPSAMINDA KİRLİLİK ÖNLEME SÜRECİ (Devam) Yüksek Su, Boya ve Yardımcı Kimyasal Kullanımı nedeniyle Dikkat Çeken Prosesler (Proses Sırasına Göre); BOYAMA HAŞILLAMA TERBİYE
UYGULANAN SEÇENEKLER 1. ALTERNATİF KİMYASAL KULLANIMI 2. HALAT BOYAMADA TERS AKIM PRENSİBİ İLE YIKAMA 3. KULLANILMAYAN TEKNELERDE KILAVUZ ATLAMA 4. KOSTİK GERİ KAZANIMI
SEÇENEK 1: ALTERNATİF KİMYASAL KULLANIMI Amaç: Çevre ve İnsan Sağlığı üzerinde Daha az Zararlı Kimyasal Kullanımı Neler yapıldı; Mevcut Kimyasallar İncelendi (Tüketim Miktarları, Reçeteler, GBF leri) Problemli Kimyasallar Belirlendi (Toksik, Düşük Biyo- Parçalanabilirlik, Kansorejen vs.)
SEÇENEK 1: ALTERNATİF KİMYASAL KULLANIMI Neler yapıldı; 8 Adet Problemli Görünen Kimyasal Madde Belirlendi 2 Adet İyon Tutucu, 1 Stabilizatör, 3 Kükürt Boyarmadde, 1 Formaldehit İçerikli Reçine ve 1 Adet Dispergatör Alternatifler Belirlendi, Proseslere ve Ürün Kalitesine Uygun Olan Yeni Kimyasallar Kullanılamaya Başlandı Çevresel İzlemeler Yapıldı Biyo-Parçalanabilirlik Testleri
SEÇENEK 1: SONUÇLAR Boyama Bölümü İyon Tutucu Madde Değişikliği, Atıksu Biyo-parçalanabilirliği Arttırıldı (%40 tan %60 a) Arıtma Tesisi KOİ yükü azaltıldı (Aylık 3100 kg KOİ yükü azaltımı) Boyama Bölümü Kükürt Boya Değişikliği, Sucul Yaşam ve Mikroorganizmalar için Çok Toksik özelliğe sahip Sülfid Miktarı azaltıldı (%70 in üzerinde Sülfid azaltımı)
EK BİLGİ İÇİN: Prof. Dr. Göksel Demirer Orta Doğu Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Anasayfa Temiz Üretim Temiz Üretim Araçları Temiz Üretim Sözlüğü Örnek Uygulamalar İlgili Kurumlar Yararlı Kaynaklar Anasayfa Temiz Üretim Temiz Üretim Araçları Temiz Üretim Sözlüğü Endüstriyel Uygulamalar İlgili Kurumlar Yararlı Kaynaklar İletişim Özellikle 20. Yüzyıl ın ikinci yarısında baş döndürücü bir hıza ulaşan teknolojik ve endüstriyel gelişmelerin beraberinde getirdiği çevreseldeğerlerin tahribi ve yenilenemeyen kaynakların hızla azalması günümüzde ivmelenerek sürmektedir. Endüstrileşme ve yaşam biçimlerindeki değişmeye paralel olarak ortaya çıkan atıklar, zaman içinde logaritmik bir artış göstermiş ve bu atıklardan kaynaklı yaşanılan yerel çevre sorunları küresel bir boyut kazanmıştır. Ozon tabakasındaki delinme, küresel ısınma, asit yağmurları, çeşitli doğal alıcı ortamlara - özümseme kapasitelerinin çok üzerindeki miktarlarda- yapılan toksik ve tehlikeli atık deşarjları bu kapsamda sayılabilir. http://144.122.60.76/people/gndemirer/links/temizuretim/index.htm
TEŞEKKÜRLER Prof. Dr. Göksel N. Demirer Çevre Mühendisliği Bölümü Orta Doğu Teknik Üniversitesi Tel: 210 58 67, 210 26 41 Faks: 210 26 46 e.posta: goksel@metu.edu.tr